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客觀地說,目前大眾的知識結構仍處於文藝復興時期,並不輕視之意。原因是文藝復興以來,各個學科開始分化,出現了許多的高度專業化知識,大學專業課程需要完成到今天。例如,在物理學中,牛頓力學只是高中學習的一種簡單形式,而不是純粹的牛頓力學。
我們都知道學習其實是一件很痛苦的事情。這實際上是因為學習是不自然的,知識本身就有許多反直覺的存在。以慣性定律為例,古人無法找出地球旋轉的原因。人們會跳還是會摔?
在這方面也有一個經典的例子,亞里斯多德和伽利略自由落體的研究。重物先掉下來,這實際上符合我們的常識。
但是當物理學開始發展的時候,只要有一個重的物體墜落,就會發生非常不尋常的事件。因此,當孩子們聽到自由落體的結果時,他們充滿了困惑。
因此,客觀地說,每個學科的知識本身都是反直覺的,我們需要學習的東西會非常痛苦。但也有一些反直覺的東西我們經過仔細考慮後可以理解。例如,牛頓力學就是我們周圍的物理。我們可以通過簡單的實驗或仔細的考慮來理解這個理論。所以牛頓力學實際上描述了一個宏觀的,低速的世界,也就是我們生活的世界。
當科學發展到20世紀,隨著科學的發展,這個「反直覺」屬性也在增加。許多新的理論與我們生活的世界完全不一致,甚至連科學家也深表懷疑。最大的問題之一是:不確定性。
面對這個問題,愛因斯坦喊道:上帝不會擲骰子。
給出這個理論的薛丁格,甚至用薛丁格的貓來諷刺這個理論。
甚至那些支持人類理論的科學家,比如波爾,量子力學哥本哈根學派的領袖,也曾經說過:
如果一個人不被量子力學搞糊塗,那只能說明他不明白。
我說的是量子力學。然而,事實上,20世紀的科學都指向現實:不確定性。發生什麼事?世界不確定。首先,我們還需要談談量子力學。這個理論實際上不同於牛頓力學。它是對物體的不同描述。我們可以把牛頓力學理解為生命中的物理學。實際上,量子力學是微觀世界的物理學。量子是基於海森堡提出的不確定性原理。
這意味著你不能一次確定粒子的位置和動量。如果我們測量位置信息,我們將得到動量信息;如果我們測量動量信息,我們將得到位置信息。
當然,這不是最神奇的,最神奇的是「雙縫幹涉實驗」。研究人員發現,如果你把相機放在兩個間隙的邊緣,結果會大相逕庭。換句話說,觀察者本身也會影響實驗結果。
事實上,原子中的電子並不像我們想像的那樣繞軌道運行。實際上,電子我們不知道,我們知道,電子在某處的概率是多少,顯示了一種概率雲狀。
這就是微觀世界的不確定性。讓我們談談宏觀世界的不確定性。最熟悉的是蝴蝶效應。「蝴蝶效應」實際上是科學家的隱喻。
在巴西,蝴蝶拍動翅膀,一個月後,在德克薩斯州,觸發了龍捲風。
但是蝴蝶效應實際上指的是混沌效應。簡單地說,在一個動態系統中,初始狀態的一點點幹擾會導致整個系統發生長期、大規模的連鎖反應。實際上,混沌的影響是非常廣泛的。我們的人類社會是一個混亂的系統。戰爭和經濟危機的爆發往往是由一些小幹擾引起的。然而,混沌效應實際上反映了非常典型的宏觀世界不確定性。然而,我們甚至不能用數學模型來描述混沌系統。
事實上,這些「不確定因素」與許多人所持的觀點相矛盾,即存在一個絕對客觀真理,可以描述自然界中的各種現象。此外,微觀和宏觀的不確定性都指向另一個結果,即「絕對真實」不存在。
20世紀並不完全是尋找「不確定性」,事實上,科學家也在考慮如何克服它。二十世紀的三種理論:資訊理論、系統論、控制論。這是一個如何克服系統不確定性的研究。然而,他們研究不同的領域。這裡我們簡單地談談控制論,這是維納提出的一個理論。它出生於第二次世界大戰。當人們發現一枚炮彈被發射時,它往往會因為各種因素而傾斜。我們怎樣才能把槍發射到預定的位置?Vina提出了一套理論來解決這個問題,後來在美國航天工業,特別是登月中得到了應用。
我國的科學家錢學森也是這一領域的專家。沒有他,中國火箭、飛彈和衛星將很難把它們送到預定的地點,這是錢學森發揮的重要作用。
因此,事實上,不確定性是目前所有科學理論中最反直覺的理論,這有點像中國的老話:
千裡之外
而科學家正在使用各種方法來克服不確定性。
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